Cl-作用下2A12铝合金在大气环境中腐蚀初期的微区电化学行为

用扫描开尔文探针(SKP)和局部电化学交流阻抗(LEIS)技术,研究了2A12铝合金在盐雾腐蚀实验早期阶段的腐蚀行为和电化学过程.结果表明,盐雾实验初期,铝合金表面出现点蚀坑,Cl-对铝合金腐蚀有显著的加速作用,随盐雾时间延长,点蚀扩展.扫描开尔文探针的测试结果显示,在盐雾腐蚀过程的初期,金属表面阴极区和阳极区不断发生变化,呈现局部腐蚀的特征.随着盐雾时间的延长,试样表面电位逐步正移,并出现明显的阴极区和阳极区.局部电化学交流阻抗的测试结果表明,试样表面的局部电化学阻抗随盐雾时间的延长而有所增加,但分布较为分散.这说明在腐蚀过程的初期,2A12铝合金表面不断生成腐蚀产物,对腐蚀反应产生阻碍作用.     

Cr合金在含Cl-和SO42-离子溶液中的腐蚀行为

 为研究Fe-Cr 合金在含Cl^-和SO₄^2- 离子溶液中浸泡的腐蚀行为,采用显微激光拉曼光谱技术进行腐蚀产物分析,并进行线性极化和交流阻抗电化学测试明确腐蚀机理。研究结果表明,Fe-Cr 合金含有大量Cr 更容易形成钝化膜,在浸泡初期Fe-Cr 合金腐蚀速度很小。随着浸泡时间增加,维钝电流密度呈现先增加而后明显减小的趋势,说明钝化膜不断加强,钝化膜起到较好的阻碍Cl^-和SO₄^2- 阴离子侵蚀作用。在酸性溶液中,Fe-Cr 合金钝化的同时也发生着点蚀,且随着浸泡时间的增长而加剧。Fe-Cr合金在浸泡150 h 后,在三角晶界及其附近的晶界更易出现腐蚀产物,这是由于模拟溶液中含有大量Cl^-离子,致使钝化膜破损。而在Fe-Cr 合金的腐蚀产物中出现CrOOH,对腐蚀有抑制作用。     

2024-T351铝合金在酸性NaCl溶液中SCC行为的电化学噪声检测

 采用电化学噪声技术对2024-T351铝合金在酸性NaCl溶液中的应力腐蚀开裂过程进行检测,并通过对电流噪声信号进行时域和频域分析,研究裂纹尖端腐蚀行为以及裂纹萌生和扩展过程的电化学噪声特征,并得出裂纹扩展的判断依据。结果表明,在浸泡初期,电流噪声时频谱中的振幅较小,能量主要集中于高频段,表明电极表面主要发生了膜破裂-再钝化等快反应过程,裂纹处于萌生阶段。随着浸泡时间的增加,电流噪声中出现特征峰。此时,低频段能量逐渐增加,表明裂纹进入扩展阶段。通过对电流噪声信号进行小波分解,可以区分应力腐蚀开裂过程中裂纹萌生和扩展的不同阶段。     

核电环境下流体加速腐蚀行为及其研究进展

 多年来流体加速腐蚀问题一直困扰着核电工业。在核电环境下,流体加速腐蚀是碳钢或低合金钢表面保护性的氧化膜在水流或多相混合物液流冲刷作用下发生溶解、破坏,从而引起管壁减薄的过程。流体加速腐蚀主要发生在管形装置中有强烈湍流的部位,减薄区域在工作压力、水流突然冲击或启动加载等冲击力的作用下发生破坏,对于大型装置可能发生突然爆裂,流体加速腐蚀特征是大面积的壁厚减薄而非局部腐蚀。在单相流体条件下,当腐蚀速率较高时,金属表面出现马蹄形、扇贝形、桔子瓣形的腐蚀形貌;在两相流条件下,管道的腐蚀形貌是“虎皮纹”。本文针对与核安全密切相关的流体加速腐蚀问题,从流体加速腐蚀的行为、机制和主要影响因素方面进行综述。在流体加速腐蚀过程中,其主要影响因素是通过改变金属表面氧化膜性能、离子扩散状态等过程,影响流体加速腐蚀速率。尽管流体加速腐蚀是造成核电设备损坏的主要问题之一,但在已有经验和研究的基础上,采用合理的防护方法可以提高设备可靠性,如改良水化学成分可降低腐蚀速率,可以更换敏感区和损坏区的材料等。     

pH值对Q235碳钢与304L不锈钢在典型含硫环境中电偶腐蚀行为的影响

采用电化学法和浸泡法研究了Q235碳钢与304L不锈钢在典型含硫环境中的电偶腐蚀行为.采用SEM观察试样表面形貌.结果表明:在实验体系中304L的阴阳极过程均为电化学活化步骤控制;在pH为4和7的实验溶液中,Q235钢的阴阳极过程均受电化学活化控制;而在pH=13.3的实验溶液中,Q235阴极过程受电化学过程控制,阳极过程受离子扩散控制.在三种实验溶液中的电偶腐蚀效应随阴阳极面积比的增大而增大,但电偶电流随阴阳极面积比的变化并不呈现出对数正比规律.随着溶液pH值的升高,Q235钢的电偶腐蚀速率明显减小,但电偶腐蚀效应变化不明显.     

含氯离子环境下锌铝伪合金涂层的耐蚀性及电化学特性

采用盐雾试验和电化学阻抗谱测试技术研究了纯锌和锌铝伪合金涂层在含氯离子环境中的腐蚀行为和电化学特性,通过扫描电镜、X射线物相分析等手段研究了原始涂层及腐蚀后的表面形貌和腐蚀产物的相结构,并对两种涂层的腐蚀机理进行了初步的探讨.随着盐雾时间的增加,纯锌涂层表面逐渐生成疏松多孔的胞状腐蚀产物层,主要腐蚀产物为Zn5(OH)8-Cl2H2O、ZnO和Zn5(CO3)2(OH)6,盐雾试验达到768 h后腐蚀产物层局部区域发生龟裂.锌铝伪合金涂层表面生成致密的腐蚀产物层,主要为Zn5(OH)8Cl2H2O、Zn0.71Al0.29(OH)2(CO3)0.145.xH2O及ZnAl2O4.电化学阻抗谱测试结果表明:随着盐雾时间的延长,两种涂层的电荷转移电阻均逐渐增大,但锌铝伪合金涂层的阻抗要明显大于纯锌涂层,表现出了更好的耐蚀性.     

304不锈钢在西沙海洋大气环境中的腐蚀行为

采用扫描电镜、能谱、电化学阻抗谱和拉曼光谱等分析测试手段,研究了西沙群岛苛刻海洋大气环境下,经过不同时间暴露后304不锈钢的腐蚀行为和机理.304不锈钢在西沙大气暴露后的腐蚀类型主要是以局部腐蚀的点蚀为主,腐蚀产物主要由β-FeOOH、γ-Fe₂O₃和Fe₃O₄组成.随暴露时间的延长,不锈钢表面钝化膜的稳定性变差,点蚀数目增加、点蚀坑深度增大日.表面腐蚀产物覆盖率也逐渐增多.与其他部位相比,点蚀更容易在表面划痕处产生.提高表面加工精度,有助于提高其耐腐蚀性能.     

H2S环境中UNS J91540不锈钢的电化学行为对SCC的影响

应用慢应变速率拉伸试验和电化学方法研究了湿硫化氢溶液中UNS J91450不锈钢的电化学行为对应力腐蚀开裂的影响.结果表明,本实验条件下UNS J91540不锈钢具有较高的SCC敏感性,并随着溶液pH的降低而明显增大.该不锈钢的电化学行为对它的腐蚀开裂(SCC)敏感性具有重要影响.开路电位下该不锈钢的SCC行为同时受氢脆作用和裂纹尖端阳极溶解作用的影响.在pH较低的介质中析氢电流较高而裂纹尖端阳极溶解作用略低,而在pH较高的介质中析氢电流较低而裂纹尖端的阳极溶解作用相对增强.氢脆作用对UNS J91540不锈钢SCC敏感性影响更显著.     

α-AlFeMnSi相中元素扩散对Al–Zn–Mg合金微电偶腐蚀敏感性的影响

Al–Zn–Mg合金强度高且具备良好的成型和焊接性能，已广泛应用于先进装备制造中，然而服役过程中易发生局部腐蚀失效，对构件的可靠性和安全性造成威胁。本文通过第一性原理计算和扫描开尔文探针显微镜(SKPFM)研究了α-AlFeMnSi相元素扩散对Al–Zn–Mg合金局部腐蚀行为的影响。材料建模和计算的结果表明，α-AlFeMnSi相中Fe、Mn、Si元素含量降低导致α-AlFeMnSi相/Al基体之间的平均功函数差由0.232 eV减小至0.065 eV。SKPFM实验观测到α-AlFeMnSi相中Fe和Si元素含量降低时，α-AlFeMnSi相/Al基体之间的平均Volta电位差由648.370 mV降低至432.383 mV。因此，α-AlFeMnSi相中元素的扩散降低Al–Zn–Mg合金的微电偶腐蚀敏感性。基于铝中原子扩散计算，热处理工艺（>550°C）有利于α-AlFeMnSi相中Mn元素扩散进入基体，降低α-AlFeMnSi相/Al基体微电偶腐蚀效应，提升Al–Zn–Mg合金耐局部腐蚀性能。